4月7日：《機械工程學報》2025年第5期最受關注論文推薦

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上海交通大學機械系統與振動國家重點實驗室黨嘉強等提出了表面紋理作用下等效初始裂紋長度和應力集中系數評價模型，研究了齒輪成形磨削后齒根表面完整性分布規律，并對成形磨齒參數進行優選討論。設計搭建了航空齒輪超聲滾壓強化試驗裝置，將其應用到齒根強化中，對齒根超聲滾壓后表面完整性分布規律進行了分析。結果表明，齒根磨削后表面等效初始裂紋長度和應力集中系數分別高達5.09 μm和2.6，表面微觀組織變形層深約30 μm，殘余壓應力層深約30 μm，硬化層深約200 μm。高磨削速度、高進給和小切深有助于減小齒根表面等效裂紋長度，低磨削速度、低進給和小切深有助于提升齒根殘余壓應力幅值。超聲滾壓工藝能提高齒根表面光潔度，將等效初始裂紋長度降低至0.28 μm，引入較深塑性變形層，相比磨削加工和機械噴丸工藝，表面殘余壓應力層深明顯提升。

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南京航空航天大學機電學院武星等認為，針對柵格地圖下移動機器人路徑規劃存在路徑拐點多、運行不平滑、安全性不高等問題，提出一種基于Voronoi骨架的融合路徑規劃方法。首先采用Delaunay三角剖分、對偶Voronoi圖構造及無向圖鄰接矩陣變換等方法將柵格地圖變換為Voronoi骨架圖。其次基于骨架頂點使用A*算法進行全局路徑規劃，并根據空間避障需求進行路徑點優化，提高全局路徑的安全性與精煉性。再次優化DWA算法速度采樣空間，通過引入全局優化引導改進評價函數，構建全局引導型DWA算法，并采用動態目標點將局部路徑規劃與全局規劃路徑進行融合。實驗結果表明，該融合路徑規劃方法具有導航安全性、路徑平滑性和運行高效性，可使移動機器人快速規避隨機動-靜態障礙物。

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哈爾濱工業大學超精密光電儀器工程研究所吳劍威等認為，隨著氣體靜壓潤滑技術的不斷發展及兼容真空工作環境的迫切需求，基于密封設計的真空氣體靜壓軸承已成為近年來的研究熱點之一。因其具有高動態、低摩擦、高精度和無污染等優勢，在精密加工、檢測等領域有著良好的應用前景。從真空氣體潤滑方式、結構優化及實驗研究等三方面入手，詳述了真空氣體靜壓軸承的國內外研究現狀。對比了真空氣體靜壓軸承相較于傳統氣體軸承的優缺點，同時歸納了真空氣體靜壓軸承的常規密封方法及高效抽排方式。在此基礎上分析了真空氣體靜壓軸承在設計中存在的支承特性、結構設計、加工工藝等關鍵技術問題，并對真空氣體軸承未來發展趨勢進行了初步展望，為真空氣體靜壓軸承的設計提供相應依據。

探花

華中科技大學智能制造裝備與技術全國重點實驗室周一帆等提出了一種氣-磁-金屬復合的大承載三向準零剛度減振器，通過噸級承載的空氣靜壓止推氣浮支承配合可調片彈簧機構實現水平向準零剛度，通過高線性環形磁負剛度機構與金屬彈簧并聯實現垂向準零剛度。基于數值模擬方法分析止推氣浮支承節流器結構參數和工作參數對承載力和剛度的影響規律，并進行優化設計；基于磁荷法建立多層環形磁負剛度計算模型，分析磁體結構參數對負剛度大小和線性度的影響規律并進行優化設計。研制了氣-磁-金屬復合的大承載三向準零剛度減振器樣機，并搭建單元測試平臺分別驗證氣浮支承的噸級承載能力和磁負剛度機構與金屬彈簧并聯的準零剛度特性。測試結果表明，研制的氣浮支承機構承載力大于1 200 kg，承載力計算與實驗誤差小于5%；垂向磁負剛度理論計算與實驗誤差小于7%，垂向準零剛度部件綜合剛度20.3 N/mm，均滿足設計要求。所提出的減振器可實現噸級承載和三向準零剛度，適用于六自由度超低頻減振。

榜眼

北京工業大學北京市精密測控技術與儀器工程技術研究中心溫眾普 等 認為，超精密測量是指準確度優于100 nm量級的測量。高端制造通常需要在超精密量級上，例如將光機分成數十個系統、上千個零部件高度集成、協同工作才能實現。因此，超精密測量是建立國家測量體系和完整制造連、產業鏈的基石，是裝備制造業向中高端跨越的必要條件。在超精密測量技術體系中，直線/回轉運動基準就像是儀器裝備的骨骼，其精度和性能很大程度上決定了儀器裝備的整體精度和性能。氣浮技術的一般精度就達到0.1 μm/100 mm，且具有摩擦小壽命長的特點，已經成為實現超精密測量的核心技術支撐。根據氣浮裝備工作原理與結構的分析，提出了性能提升方法中的兩類矛盾、以及兩者在結構設計上的統一性；分析了工程計算法、表壓比法、氣阻計算法、有限元法等主要設計方法的特點，歸納總結各方法的適用范圍；最后，從裝備需求、性能提升、分析計算、創新結構方面展望了國內靜壓氣浮技術的發展趨勢，指出突破現有技術指標所面臨的問題和發展方向。

狀元

東北大學機械工程與自動化學院黃鵬等認為，為實現具有自主知識產權的裝載機工作裝置的研發設計，針對一種八桿含單個復鉸的新型裝載機工作裝置進行運動學與動力學分析。通過對新型裝載機工作裝置的自由度分析，驗證了該工作裝置滿足裝載機作業要求的一個旋轉自由度和一個移動自由度。采用復矢量法對新型工作裝置進行運動學分析，建立了鏟斗末端的位姿空間和各構件的角加速度與驅動空間的映射關系。基于虛功原理，建立了新型工作裝置的動力學模型，推導出液壓缸驅動力的數學模型。對液壓缸的運動進行規劃，采用兩種裝載機常用的鏟掘方法，基于Matlab和ADAMS軟件對裝載機的一個作業循環進行動力學仿真對比分析，得到舉升液壓缸與轉斗液壓缸驅動力的變化規律，仿真結果誤差在合理范圍之內，驗證了動力學模型的正確性。以動臂舉升工況為例，研究了不同液壓缸驅動速度和加速度對液壓缸驅動力的影響，得到當液壓缸驅動速度和加速度小幅度變化時，液壓缸驅動力受到的影響較小而工作裝置慣性力受到的影響較大。此外，工作裝置所受的重力和外負載對于液壓缸的驅動力起決定性作用。研究結果為裝載機工作裝置的研發設計提供了重要理論依據，對于工作裝置的液壓系統設計具有指導意義。

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責任編輯：李 娜

責任校對： 金 程

審 核： 張 彤

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